مقاله اثر تنش سرما بر نیشکر

اثر تنش سرما بر نیشکر


مقدمه: تنش یا استرس (stress)در تعریف عام عبارت اتست از هر نیرویی که به جسمی وارد شود که بر اثر این نیرو تغییراتی در ابعاد جسم بوجود آید که آن تغییرات را استرین(strain)گویند.

در گیاهان استرس برابر است با تحریکاتی که منجر به برهم خوردن تعادل زیستی گیاه شود.
حالت تنش در شرایطی پیش می آید که یک عامل محیطی خارج از حد نرمال بر گیاه اثر گذارد.سرمازدگی یکی از مهمترین استرسهای محیطی موثر در رشد گیاهان و تولید محصولات زراعی است.سرمازدگی و یخ زدگی توزیع جغرافیایی،رشد فصلی و کاهش معنی دار تولید را در بسیاری از گیاهان زراعی باعث می شوند.

تنش به دو دسته تقسیم می شوند:

1)زیستی Biotic stress
2)غیر زیستیAbiotic stress
از جمله تنش های غیرزیستی می توانبه تنش دما (temperature stress) اشاره نمود که این نوع تنش نیز

خود به 3 بخش تقسیم می شود.
1)تنش سرما Chilling stress
2)تنش یخبندان Freezing
3)تنش حرارت بالا Heat stress


تنش سرما:
این تنش در دمای بالاتر از صفر اتفاق می افتد و در نتیجه بر حالت عادی گیاه اثری ندارد.
این درجه حرارت را بین c15-0 تقسیم بندی کرده اند که گیاهان براساس نوع گیاه از نظر حساسیت به تنش سرما در این محدوده قرار می گیرند.آثار اولیه تنش سرما عبارتند از :تغییر رنگ،کلروز،کاهش عمومی رشد،تخریب بافت های سلولی،عدم جوانه زنی،بذور،عدم انتقال مواد فتوسنتزی،عدم جذب عناصر غذایی ...
از نظر فیزیولوژیکی برخی از آثار این تنش الاستیک یا برگشت پذیر خواهند بود و با رفع دوره سرما بهبود خواهند یافت.مانند کاهش موقت فتوسنتز.توقف رشد سلولی،کاهش جذب آب و مواد معدنی.
برخی از آثار دیگر این تنش مانند فتوسنتز در اثر تخریب کلروپلاست ها غیر قابل برگشت یا پلاستیک می باشند.از نمونه های دیگر آثار غیرقابل برگشت تنش سرما می توان اثر بر تنفس ،پیری زودرس را نام برد.

تنش یخبندان:
تنش یخزدگی زمانی پیش می آید که درجه حرارت به پایین تر از نقطه انجماد آب(صفر درجه سانتی گراد)تنزل نماید.در اثر این تنش در داخل بافت ها یخ تشکیل می شود.مکانیزم این عمل به شرح زیر می باشد. یخ زدگی آب بین سلولی باعث منفی تر شدن پتانسیل آب بین سلولی نسبت به درون سلول می شود.با توجه به اینکه آب از محل دارای پتانسیل بیشتر به طرف محل دارای پتانسیل آب کمتر حرکت می کند،بنابراین آب درون سلول به فضای بین سلولی که دارای پتانسیل می باشد حرکت می کند.علت این امر برقرار تعادل پتانسیل آب بین سلولی و درون سلولی می باشد.در این حالت برگ ها و سایر اندام های گیاه حالت پلاسمولیز بخود می گیرند.تا این مرحله گیاه آسیب جدی نمی بیند.در واقع مرگ سلولی زمانی اتفاق می افتد که هوا گرمتر می شود.زیرا با ذوب شدن یخ سلول ها،با توجه به اینکه سلول ها جهت تنظیم فشار باید آب جذب کنند و این جذب باعث بالا رفتن فشار تورگر می شود،فشار زیاد به غشا های سیتوپلاسمی آسیب رسانده و آنرا از چند نقطه پاره می کند و لذا سلول بر اثر پارگی غشا از بین می رود.به همین دلیل گیاهان حساس به تنش سرما مانند ذرت،لوبیا و نیشکر به هنگام قرارگیری در معرض دماهای پایین به صورت شل و خیس در می آیندو غشا سلولی آنها بسیار آسیب می بیند.

اثرات دماهای پایین بر نیشکر:
سرما و یخبندان اثرات مختلفی بر قلمه های نیشکر،بوته های جوان و نیشکرهای بالغ دارد.تنش سرمازدگی(نه یخ زدگی)بر قلمه هال به مدت 3 هفته ،منجر به کاهش تعداد ساقه،ارتفاع ساقه،وزن ساقه و عملکرد شکر می شود و نتایج این تنش به راتون ها نیز منتقل می شود.
مطالعات نشان می دهند که نیشکرهای جوان می توانند دوام درجه حرارت حداقل (min)حدود 1- درجه سانتیگراد را به مدت 4-2ساعت بدون کاهش در تعداد ساقه یا قابلیت زیست آنها تحمل می کنند.هرچند دوام درجه حرارت در c4- تعداد و قابلیت زیست ساقه را کاهش میدهد.تعداد و قابلیت زیست ساقه را کاهش می دهد.

تعدد وقوع سرمازدگی اثرات مضر را از طریق کاهش عملکرد نی وشکرنشان می دهد.در گیاه جوان نیشکر و گیاهان جوان مزارع راتون بیشتر جوانه های اولیه و ثانویه یا همه آنها که سر از خاک بیرون آورده اند و مریستم یا نقاط رشدی آنها که بالای سطح زمین است در اثر یخ زدگی از بین خواهند رفت،در این گیاهان رشد مجدد پس از رفع سرما و یخ زدگی،توسط مریستم های ثانویه که نقاط رشدی آنها در زیر خاک می باشد و از سرما محافظت شده اند از سرگرفته می شود.
اثریخ زدگی زودرس بر نیشکرهای رسیده از لحاظ تکنولوژیکی،تولید و ذخیره ساکارز را کم یا قطع می کند که ممکن است شکر تولیدی را کم کند. یخزدگی شدید همچنین باعث تغییر در کیفیت شربت پس از آسیاب می شود. پس از یخزدگی،ساکارز در شربت خلوص و عملکرد شکرکاهش می یابد.همچنین می تواند باعث کاهش وزن ساقه نیشکر در زمان پس از یخزدگی شود.درجه حرارت حدود یخزدگی ابتدا آسیب زدن به برگ ها می شود.یک یخ زدگی ملایم بین c5/1 -0 برای ساعاتی کوتا ممکن است باعث کلروزنواری یا سوختگی در حاشیه برگها شود.تغییراتی معنی دار کیفیت شربت ایجاد نخواهد شد مگر اینکه سرمازدگی بیشتر از چند ساعت طول بکشد.یخ زدگی کمی بیشتر حدود c4- تا 2- برای مدت چند ساعت،قهوه ای شدن وسیع برگ ها و مرگ جوانه انتهایی را بدنبال خواهد داشت.عکس العمل ارقام مختلف دراین خصوص متفاوت می باشد.

برخی از جوانه های جانبی از بین خواهند رفت،نیز یخزدگی ممکن است بافت میانگره های بالایی را ازبین ببرد.تغییرات در کیفیت شربت ممکن است در طول یک یا دو هفته ظاهر شده که با توجه به واریته متفاوت می باشد.یخزدگی شدیدتر از 5- تا 4- درجه سانتی گراد برای ساعاتی کوتاه برگ ها را کاملا قهوه ای کرده و بخشی یا تمام ساقه یخ می زند.جوانه انتهایی و همه یا تقریبا همه جوانه های جانبی از بین خواهند رفت،کاهش کیفیت شربت نیز ممکن است در طول چند روز آغاز شود.یخ زدگی در دمای پایین تر از 6- درجه سانتی گراد تقریبا همه برگ ها،جوانه ها و بافت های داخلی ساقه را تا سطح زمین از بین می برد.گرچه برخی از ساقه ها در مقابل شکسته شدن مقاومت میکنند ولی ساقه های شکسته نیز به چشم می خورند.کاهش کیفیت شربت ممکن است چند روز پس از وقوع یخ زدگی،یکسری متغییرها نیز ممکن است وجود داشته باشند.از جمله این متغییرها مدت یخ زدگی می باشند. درجه حرارت حدود 1- درجه سانتی گراد برای مدت 48 ساعت بصورت مداوم و یکنواخت می تواند همانند درجه سانتی حرارت 6- درجه سانتی گراد در مدت کوتاه خسارت وارد کند. نیشکرهای کاملا یخزده ممکن است برای مدت یک تا دو هفته جهت آسیابها غیرقابل پذیرش باشند.تصمیم فوری برای برداشت برخی از مزارع جهت جلوگیری از صدمه دیدن سایر مزارع مورد نیاز است. هوای مرطوب و گرم پس از یخزدگی نیز میزان تخریب مزارع را بیشتر می کند. میزان خسارت به ساقه ها از طریق خرد کردن ساقه ها و مشاهده بافت های یخزده یا بافت های خیس شده قابل تخمین است.دماهای پایین بصورت نرمال در نزدیکی سطح زمین می باشند.

بنابراین نیشکرهای ورس کرده برای یخزدگی مستعدتر هستند. میزان خسارت یخزدگی در نیشکر باید مورد توجه قرار گیرند:
1) برآورد و تشخیص یخزدگی نباید بیشتر از یک هفته پس ازیخزدگی در مزعه آغاز شود.
2) اثرات یخزدگی بصورت تجمعی است،چنانچه تکرار شود،برآورد و تخمین مجدد مورد نیاز است.
3) حتی با وجود اینکه محور ساقه می تواند به رنگ قهوه ای درآید.جوانه ها و نقاط رشدی گیاه می توانند از آسیب مصون بمانند.
4) اثرات یخزدگی برروی برگها همیشه نمی تواند مشخص کننده وسعت تخریب داخلی ساقه ها باشد.
5) تشخیص یخزدگی باید حداقل ازچند نقطه داخلی نسبت به خطوط حاشیه مزارع انجام شود.
6) جهت تشخیص یخزدگی ،ساقه ها باید بصورت طولی برش داده شوند.